PEMBUATAN DAN PENCIRIAN PLASTIK PATI
TAPIOKA DENGAN PEMLASTIS GLISEROL
NISWATUL HASANAH
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ABSTRAK
NISWATUL HASANAH. Pembuatan dan Pencirian Plastik Pati Tapioka dengan
Pemlastis Gliserol. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Pati merupakan polimer alam yang dapat digunakan sebagai bahan baku
pembuatan plastik, sehingga dapat menggantikan plastik dari minyak bumi.
Pembuatan plastik pati perlu dikembangkan karena ketersediaan minyak bumi
semakin menipis, selain itu plastik berbasis pati bersifat ramah lingkungan. Pada
penelitian ini dikembangkan pembuatan plastik pati tapioka dengan
menggunakan gliserol sebagai pemlastis. Film pati dibuat dari campuran akuades
dengan konsentrasi pati 40% dan ragam konsentrasi gliserol 0: 2.5: 5: 7.5: dan
10% kemudian dilakukan pemanasan pada suhu 70 °C. Pengaruh penambahan
gliserol sebagai pemlastis pada plastik pati tapioka teramati melalui analisis
bobot jenis, uji mekanik, analisis gugus fungsi dan analisis termal. Hasil analisis
bobot jenis pada film pati menunjukkan peningkatan konsentrasi gliserol dapat
menyebabkan bobot jenisnya semakin menurun. Pembuatan film pati dengan
konsentrasi gliserol 7.5% menunjukkan kuat tarik tertinggi yaitu, 187.36 MPa.
Elongasi tertinggi pada film pati dengan konsentrasi gliserol 10% yaitu, 58.2%.
Hasil analisis gugus fungsi menghasilkan gugus baru, yaitu C=O (bilangan
gelombang 1743.65 cm
-1). Analisis termal menunjukkan bobot massa yang
hilang sekitar 75.0% dan suhu transisi kaca 108.8 ºC.
Kata kunci: pati, kuat tarik, elongasi, suhu transisi kaca.
ABSTRACT
NISWATUL HASANAH. Preparation and characterization of tapioca-starch
plastic using glycerol as plasticizer. Supervised by TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
Starch is natural polymer that can be used as a raw material for making
plastic and as a replacement for petroleum-based plastic. Plastic preparation
from starch needs to be developed due to diminishing sources of petroleum
besides its eco-friendly importance. In this study, plastic was developed from
tapioca starch using glycerol as plasticizer. The plastic films were made from
blending water, 40 %w starch and various concentration of glycerol, i.e. 0: 2.5: 5:
7.5 and 10%w, then those compositions were heated up to 70 ºC. The effects of
additional glycerol upon to the plastics film were observed through measurement
of density, mechanical strength, functional groups, and thermal analysis. The
result of density of the plastic film showed that the higher the glycerol
concentration the lower the density. The plastic film with 7.5% glycerol showed
the highest tensile strength, 187.36 MPa. The higest elongation at break 58.2%
was made from 10% glycerol. The result of functional group analysis showed a
new peak, which is peak of vibrations C=O (wavenumber 1743.65 cm
-1).
Thermal analysis showed weight-lost about 75.0% and glass transition
themperature in 108.8 ºC.
Keywords: starch, tensile strength, elongation at break, glass transition
themperature.
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN PLASTIK PATI
TAPIOKA DENGAN PEMLASTIS GLISEROL
NISWATUL HASANAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Judul
: Pembuatan dan Pencirian Plastik Pati Tapioka dengan Pemlastis
Gliserol
Nama
: Niswatul Hasanah
NIM
: G44070036
Disetujui
Pembimbing I,
Dr Tetty Kemala, SSi, MSi
NIP 19710407 199903 2 001
Pembimbing II,
Drs Ahmad Sjahriza
NIP 1962406 198903 1 002
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat limpahan
rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul
Pembuatan dan Pencirian Plastik Pati Tapioka dengan Pemlastis Gliserol.
Shalawat dan salam disampaikan kepada Nabi Muhammad SAW beserta
keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga akhir
zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Tetty Kemala S.Si,M.Si
dan Bapak Drs. Achmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa
memberikan arahan, dorongan semangat, dan do’a kepada penulis selama
melaksanakan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Penulis mengucapkan
terima kasih kepada BUMN yang telah memberikan beasiswa pendidikan dan
penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf laboran
Kimia Anorganik (Bu Nurul, Pak Syawal, Pak Sunarsa), Kimia Analitik, dan
Kimia Fisik atas fasilitas, bantuan, serta masukan yang diberikan selama
melakukan penelitian.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua dan seluruh
keluarga tercinta atas dukungan moral, doa-doanya dan materilnya, seluruh
teman-teman Asrama Putri Dramaga IPB (Kak Nita, Sisi, Lely, Asih, Fida, Ati)
dan Cunai Group (Kak Ncun, Age, Danis, Fina, Ifit, Kokom,Yuni) atas dorongan
semangat, do’a dan canda tawanya. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada teman-teman seperjuangan penelitian di Laboratorium Kimia Anorganik
(Noja, Gina, Putri, Vitri, Endy) serta rekan-rekan kimia 44 atas bantuan selama
penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan.
Bogor, Februari 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 6 September 1988 dari ayah H.
Matyubi dan ibu Hj. Muniroh. Penulis adalah putri kesebelas dari dua belas
bersaudara. Tahun 2007 penulis lulus dari SMA N 2 Krakatau Steel Cilegon dan
pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB)
melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
TPB pada tahun ajaran 2009/2010, dan asisten Pendidikan Agama Islam (PAI)
pada tahun ajaran 2010/2011 dan 2011/2012. Penulis juga aktif mengajar mata
kuliah kimia TPB di bimbingan belajar Kammi Smart dan kimia SMA di
bimbingan belajar I’M SMART. Penulis juga pernah aktif sebagai bendahara dan
ketua departemen Keputrian Lembaga Dakwah Fakultas MIPA IPB (SERUM-G)
dan sekretaris Badan Keuangan KAMMI Komisariat IPB. Bulan Juli-Agustus
2010 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di PT Chandra Asri Cilegon dengan
judul Analisis pH, Konduktivitas, Kadar Silika, dan Kadar Fosfat sebagai Kontrol
Pencegahan Pembentukan Kerak di Dalam Boiler PT Chandra Asri.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... 8
DAFTAR GAMBAR ... 8
DAFTAR LAMPIRAN ... 8
PENDAHULUAN ... 1
METODE ... 2
Bahan dan Alat... 2
Lingkup Kerja ... 2
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 3
Film Pati Tapioka ... 3
Analisis Bobot Jenis ... 3
Analisis Uji Tarik ... 3
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah Transformasi
Fourier (FTIR) ... 5
Analisis Termal dengan DTA/TGA ... 6
SIMPULAN DAN SARAN ... 6
Simpulan ... 6
Saran ... 7
DAFTAR PUSTAKA ... 7
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Komposisi film ... 2
2 Pengaruhan penambahan pemlastis terhadap bobot jenis film...…………...3
3 Uji mekanik ... 4
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Film dengan pemlastis 10% (a) dan film tanpa pemlastis (b). ... 3
2 Grafik hubungan antara konsentrasi gliserol dan kuat tarik. ... 4
3 Grafik hubungan antara konsentrasi gliserol dan % elongasi ... 4
4 Hasil FTIR dari pati tanpa gliserol dan pati dengan gliserol ... 5
5 Hasil TGA/DTA dari pati dengan gliserol ... 6
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian ... 10
2 Data bobot jenis film pati ... 11
3 Data uji mekanik film pati... 12
PENDAHULUAN
Sektor industri bahan baku plastik sangat dipengaruhi oleh sektor petrokimia sekunder, khususnya produsen polietilena dan polipropilena yang bergantung pada nafta yang dihasilkan kilang minyak bumi. Menurut Fajar (2010), penggunaan minyak bumi sebagai bahan baku plastik kemasan membutuhkan 12 juta barel per tahun. Angka tersebut sangat tinggi dan tidak sebanding dengan ketersediaan minyak bumi di alam yang semakin terbatas. Hal ini disebabkan oleh minyak bumi merupakan sumber daya alam yang tidak terbarukan. Di sisi lain, penggunaan plastik kemasan dari minyak bumi dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan bahan baku alternatif yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai bahan baku industri plastik.
Pati merupakan polimer alam yang dapat dijadikan sebagai bahan baku alternatif untuk menggantikan polimer sintetik dari minyak bumi (Oakley 2010). Pati memiliki rumus molekul (C6H10O5)n,mudah terdegradasi, dan dapat diperbarui. Pati terdiri atas 2 komponen, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polimer rantai linear yang dibentuk dari satuan glukosa dengan ikatan glikosidik α-1,4. Amilopektin merupakan polimer bercabang yang dibentuk dari satuan glukosa dengan ikatan glikosidik α-1,4 dan α-1,6 (Cowd 1991). Pati biasanya mengandung 30% amilosa dan 70% amilopektin. Amilosa bersifat keras, sedangkan amilopektin bersifat lengket. karakteristik pati sangat besar dipengaruhi oleh nisbah antara amilosa dan amilopektin (Myllarrinen et al. 2002).
Salah satu jenis pati yang mudah didapatkan adalah pati tapioka. Pati tapioka merupakan produk olahan dari ubi kayu. Menurut BPS (2011), produksi ubi kayu di Indonesia saat ini mencapai 22 juta. Ketersediaan ubi kayu sangat melimpah di alam sehingga pati tapioka dapat dijadikan alternatif pengganti minyak bumi sebagai bahan baku plastik. Sebagai sumber daya alam terbarukan, pati telah banyak digunakan sebagai pengisi untuk plastik ramah lingkungan selama 2 dekade. Penelitian terkait plastik tapioka telah banyak dikembangkan, antara lain peningkatkan kompatibilitas pati-poli asam laktat (PLA) (Wang et al. 2008), pati-polikaprolakton (PCL) (Averous et al. 2000), pati-polistirena
(Kemala et al. 2010), dan pati-polietilena (St-Pierre et al. 1997).
Pati sebagai bahan baku plastik masih mempunyai kelemahan, yaitu kemampuan menyerap air yang tinggi dan film yang dihasilkan rapuh. Oleh karena itu, perlu dimodifikasi terlebih dahulu agar menghasilkan plastik yang bersifat hidrofobik dan tidak rapuh. Pembuatan plastik dari pati memerlukan tambahan bahan kimia seperti pemlastis (Yu et al. 2006). Penambahan pemlastis bertujuan menghasilkan plastik yang homogen dan memiliki sifat mekanik yang baik. Bahan pemlastis yang dapat digunakan antara lain, xilitol (Muscat et al. 2012), sorbitol (Mali et al. 2008), gliserol (Mali et al. 2002 dan 2006; Myllarinen et al. 2002; Larotonda 2004; Alves et al. 2007; Belhassen et al. 2011), polietilen glikol, etilen glikol, dan propilen glikol (Tarazaga et al. 2008)
Pemlastis yang digunakan dalam penelitian ini adalah gliserol. Beberapa penelitian telah melaporkan penggunaan gliserol sebagai pemlastis. Aouada et al. (2011) membuat nanokomposit pati dengan montmorilonit menggunakan gliserol menghasilkan campuran yang homogen dan transparan dengan sifat mekanik dan termal yang sangat baik untuk aplikasi sebagai bahan kemasan. Rahman et al. (2010) mencampur polivinil alkohol dengan pati menghasilkan polimer biodegradabel. Firdaus et al. (2008) membuat polipaduan pati-kitosan-poli(asam laktat) dengan gliserol menghasilkan film yang tidak retak dan tidak bersifat higroskopis. Menurut Alves et al. (2007), sifat mekanik plastik tapioka dipengaruhi oleh gliserol dan amilosa. Myllarrinen et al. (2002) melaporkan gliserol dapat berinteraksi kuat dengan amilosa dan amilopektin sehingga dapat menentukan sifat plastik. Larotonda et al. (2004) mengasetilasi pati tapioka dengan penambahan gliserol akan meningkatkan karakteristik film.
Pati murni bukan pilihan yang baik untuk menggantikan plastik berbasis petrokimia. Hal ini disebabkan pati larut dalam air, sulit diproses, dan rapuh bila tanpa digunakan penambahan pemlastis (Yu et al. 2006), sehingga penelitian ini bertujuan membuat plastik pati tapioka dengan pemlastis gliserol, menganalisis sifat mekanik dan bobot jenis dari plastik akibat penambahan pemlastis gliserol. Selain itu, dilakukan juga analisis termal dan analisis gugus fungsi dari plastik pati.
METODE
Bahan dan alatBahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pati tapioka, gliserol, dan akuades. Alat-alat analisis yang digunakan adalah piknometer, alat uji tarik Torsee PA-104-30, spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR), dan alat kalorimeter DTA 60-H Shimadzu.
Lingkup kerja
Penelitian ini dibagi menjadi 2 tahapan, yaitu pembuatan dan pencirian film pati tapioka. Pembuatan film pati dengan meragamkan konsentrasi gliserol pada pemanasan tetap. Pencirian plastik pati meliputi penentuan bobot jenis (pengaruh pemlastis), uji tarik (sifat mekanik), FTIR (penentuan gugus fungsi), dan analisis termal diferensial-analisis termogravimetri (DTA-TGA) untuk menentukan suhu transisi kaca (Tg) dan massa bobot yang hilang.
Preparasi pembuatan film pati
Film dibuat dari pati tapioka dengan bobot konstan 4 g yang ditambahkan gliserol dengan konsentrasi 0, 2.5, 5, 7.5, dan 10%, kemudian ditambahkan akuades sehingga bobot komposisi film menjadi 10 g. Setiap komposisi diaduk sampai homogen dan mengental pada suhu 70 °C; setelah itu, diaduk selama 5 menit dan dicetak di atas pelat kaca. Film dikeringkan dalam oven pada suhu 50 °C hingga film terlepas dari pelat kaca. Film yang dihasilkan dipindahkan untuk penentuan bobot jenis, uji tarik, analisis gugus fungsi (FTIR), dan analisis termal (DTA/TGA).
Penentuan bobot jenis film pati
Analisis dilakukan berdasarkan metode piknometer. Sampel dipotong dengan ukuran yang seragam, kemudian dimasukkan ke dalam piknometer yang telah diketahui bobot kosongnya (W0). Bobot piknometer dan
sampel dicatat sebagai W1. Ke dalam
piknometer yang berisi potongan sampel ditambahkan akuades hingga tidak terdapat gelembung udara, kemudian ditimbang bobotnya (W2).
Bobot piknometer berisi air juga ditimbang dan bobotnya dicatat sebagai W3.
Suhu air dan udara dicatat untuk menentukan faktor koreksi suhu. Bobot jenis sampel dihitung menggunakan Persamaan 1:
.1
dengan,D = bobot jenis sampel (g/mL) D1 = bobot jenis air (g/mL)
Dα = bobot jenis udara (g/mL)
Analisis sifat mekanik
Analisis kuat tarik mengacu pada Technical Association of The Pulp Paper Industry (TAPPI) No. T404. Film yang akan dianalisis dipotong dengan ukuran panjang 50 mm dan lebar 10 mm. Setelah itu, spesimen dijepitkan pada alat uji tarik universal dan ditarik dengan kecepatan konstan dan beban maksimum 5 kgf. Dari nilai yang diperoleh dapat ditentukan besarnya kuat tarik dan persentase elongasi dengan menggunakan Persamaan 2 dan 3.
σ = …….….2
Keterangan:
σ = kuat tarik (MPa)
Fmaks = tegangan maksimum (N)
A = luas penampang lintang (mm2)
……3
Keterangan: %E = Elongasi (%)
∆ L = Pertambahan panjang spesimen (mm) L0 = Panjang spesimen awal (mm)
Analisis gugus fungsi dengan FTIR
Sebanyak 0.0100 g sampel bubuk halus pelet pati dicampurkan dengan 0.1000 g KBr. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam oven pada suhu 60 °C selama 24 jam, dimasukkan ke dalam desikator, kemudian diukur dengan spektrofotometer FTIR. Spektrum FTIR diperoleh berupa hubungan antara bilangan gelombang dan intensitas, pada suhu ruang.
Analisis termal dengan DTA-TGA
Film pati sebanyak 23 mg digerus dalam mortar kemudian dicetak ke dalam pelat platinum dan dilakukan analisis termal dengan DTA-60 H Shimadzu. Kondisi alat diatur dan dioperasikan pada suhu 0 400 °C. Kontrol atmosfer wadah contoh dan wadah
pembanding menggunakan alumina dengan kecepatan pemanasan 20 °C per menit.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Film Tapioka PatiHasil pembuatan film pati tapioka yang diamati secara visual yaitu film yang diamati tanpa pemlastis menunjukkan homogen namun kaku dan rapuh, sedangkan film pati tapioka dengan pemlastis menunjukkan homogen, elastis, dan tidak rapuh (Gambar 1). Hal ini juga sesuai dengan penelitian Mali et al. (2002) yang mengamati pengaruh penambahan pemlastis gliserol pada film menunjukkan permukaan halus tanpa retak dan memiliki struktur yang kompatibel.
Gambar 1 Film dengan pemlastis 10% (a) dan film tanpa pemlastis (b)
Analisis Bobot Jenis
Analisis bobot jenis dilakukan untuk melihat keteraturan molekul dalam menempati ruang. Jika suatu molekul memiliki tingkat keteraturan yang tinggi, bobot jenis dari polimer tersebut akan meningkat. Oleh karena itu, penentuan bobot jenis polimer merupakan cara yang tepat untuk memprediksi sifat mekanik polimer. Analisis bobot jenis polimer menggunakan piknometer dengan metode penentuan berat jenis padatan. Data yang didapatkan dari pengukuran dihitung dengan menggunakan persamaan 1. Hasil perhitungan data bobot jenis yang diperoleh dapat dilihat pada Lampiran 2. Penambahan zat pemlastis gliserol akan menurunkan bobot jenis polimer yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Pengaruhan penambahan pemlastis terhadap bobot jenis film
Pemlastis (%) Bobot jenis
(g/cm3) 0 1.5319 2.5 1.3071 5 1.2124 7.5 1.1318 10 1.0625
Bobot jenis film pati yang dihasilkan berkisar pada 1.5319-1.0625 g/cm3. Data tersebut menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi gliserol yang ditambahkan maka bobot jenis semakin berkurang. Ini sesuai dengan penelitian Kemala et al. (2010) yang menyatakan bobot jenis polipaduan pati-stirena menurun seiring bertambahnya konsentrasi gliserol. Hal ini disebabkan zat pemlastis yang ditambahkan akan menembus jaringan kerja polimer, sehingga jarak antarantai semakin besar dan volume yang ditempati akan menjadi besar (Robert et al. 2003). Oleh karena itu, keteraturan molekul dan bobot jenis polimer berkurang. Hal ini didukung oleh temuan Mali et al. (2006), peningkatan konsentrasi gliserol dapat mengurangi interaksi antarantai pati sehingga meningkatkan fleksibilitas film pati.
Analisis Uji Tarik
Uji tarik merupakan salah satu pengujian sifat mekanik dari suatu bahan polimer. Sifat mekanik tersebut dipengaruhi oleh besarnya jumlah kandungan komponen-komponen penyusun film yang terdiri atas pati, gliserol, dan akuades. Gliserol sebagai pemlastis dapat memberikan efek elastis yang berbeda sesuai dengan variasi konsentrasi gliserol yang ditambahkan pada film. Uji tarik bertujuan mengetahui besarnya kekuatan tarik dan perpanjangan dari bahan. Kekuatan tarik tersebut menggambarkan kekuatan tegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan. Persentase elongasi adalah perubahan panjang yang terjadi pada ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan (Stevens 2001). Uji kekuatan tarik ini dapat menunjukkan pengaruh penambahan pemlastis gliserol yang ditunjukkan pada Tabel 3. Data kuat tarik pada Tabel 3 tersebut didapatkan dengan menggunakan persamaan 2, sedangkan untuk elongasi dihitung dengan menggunakan persamaan 3.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 E lo n g asi (%) Konsentrasi Gliserol (%) 0 50 100 150 200 0 5 10 15 Ku at T arik (M P a) Konsentrasi Gliserol (%) Hasil perhitungan data uji mekanik film yang diperoleh dapat dilihat pada Lampiran 3.
Tabel 3 Uji Mekanik
Gliserol (%) Elongasi (%) Kuat tarik (MPa) 0 6.8 8.75 2.5 10.4 17.27 5 11.4 107 7.5 12.4 187.36 10 58.2 28
Hasil uji mekanik pada Gambar 2 menunjukkan bahwa penggunaan gliserol pada konsentrasi 7.5% memberikan kuat tarik tertinggi yaitu 187.36 MPa. Hal ini disebabkan pada konsentrasi 7.5%, campuran berada pada titik jenuh yang menyebabkan molekul-molekul pemlastis hanya terdispersi dan berinteraksi diantara struktur rantai pati sehingga rantai-rantai pati lebih sulit bergerak akibat halangan sterik. Kuat tarik meningkat disebabkan adanya gaya intermolekul antarantai pati tersebut. Kuat tarik mengalami penurunan pada konsentrasi gliserol 10% yaitu 28 MPa. Menurut Yusmarlela (2009), kuat tarik menurun setelah penambahan gliserol lebih dari 10%. Hal ini disebabkan pada konsentrasi 10%, campuran melampaui titik jenuh sehingga molekul pemlastis yang berlebih berada pada fase tersendiri di luar fase pati dan akan menurunkan gaya intermolekul antarantai yang menyebabkan gerakan rantai lebih bebas.
Gambar 2 Grafik hubungan antara konsentrasi gliserol dan kuat tarik.
Gambar 3 Grafik hubungan antara konsentrasi gliserol dan % elongasi
Persentase elongasi tertinggi terdapat pada film pati dengan gliserol 10% yaitu 58.2 %, ini ditunjukkan pada Gambar 3 yang menggambarkan semakin tinggi konsentrasi gliserol yang ditambahkan pada film pati menyebabkan meningkatnya elongasi. Peningkatan elongasi menunjukkan film semakin fleksibel. Penambahan pemlastis mempengaruhi kuat tarik dan elongasi. Menurut Mali et al. (2008), film pati tapioka dengan penambahan konsentrasi gliserol 5-40% menunjukkan nilai kuat tarik yang semakin menurun, sedangkan elongasi yang dihasilkan semakin meningkat. Hal Ini didukung oleh temuan Muscat et al. (2012) yang menyatakan kuat tarik dan elongasi film pati tanpa gliserol menunjukkan nilai yang terendah.
Data persentase elongasi menunjukkan bahwa polimer menjadi lebih liat. Hal ini disebabkan zat pemlastis adalah molekul kecil yang dapat menembus jaringan kerja polimer sehingga jarak antarantai semakin renggang dan memudahkan pergerakkan antarmolekul. Data kekuatan tarik menggambarkan informasi kekerasan pada bahan polimer. Polimer yang semula keras dan rapuh menjadi keras dan liat. Ini sesuai dengan laporan Bergo et al. (2009) peningkatan konsentrasi gliserol pada film pati dapat meningkatkan mobilitas makromolekul karena solvasi ikatan C-O-H dari pati yang memungkinkan polimer mengalami rekristalisasi.
Konsentrasi gliserol 10% menghasilkan persentase elongasi tertinggi 58.2 %. Hasil analisis FTIR menghasilkan gugus baru pada bilangan gelombang 1743.65 cm-1 yang menunjukkan proses pembuatan plastik pati tapioka secara kimia. Penambahan pemlastis menurunkan bobot jenis dan suhu transisi (Tg), dan meningkatkan elongasi. Analisis termal pada film tapioka menunjukkan bobot massa yang hilang 75.0% dan suhu transisi gelas 108.8 ºC.
Saran
Perlu dilakukan analisis morfologi film pati dengan menggunakan mikroskop elektron payaran (SEM) dan analisis termal dengan DSC. Pengujian lebih lanjut pengaruh pengadukan dan suhu pada film pati karena kehomogenan merupakan faktor penting dalam pembuatan plastik.
DAFTAR PUSTAKA
Alves VD, Suzana M, Adelaide B, Maria VEG. 2007. Effect of glyserol and amylose enrichment on cassava starch film properties. J Food Eng 78:941-946. Aouada FA, Luiz HCM, Elson L. 2011.
New strategies in the preparation of exfoliated thermoplastic starch-montmorillonite nanocomposites. Industrial Crops and Products. 34:1502-1508.
Averous L, L Moro, P dole, C Fringant. 2000. Properties of thermoplastic blends: starch-polycaprolaktone. Polymer 41:4157-4167.
Belhassen R, Fabiola V, Pere M, Sami B. 2011. Preparation and properties of starch-based biopolymers modified with difunctional isocyanates. Bioresources. 6:81-102.
Bergo PVA, PJA Sobral, JM Prison. 2009. Physical properties of cassava films containing glyserol. Brazil: Food Engineering Dept. University of Sao Paulo.
[BPS] Badan Pusat Statistika. 2011. Luas Panen, Produktivitas dan Produksi Ubi Kayu Menurut Provinsi. Jakarta: BPS.
Cowd MA. 1991. Kimia Polimer. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
Fajar NR. 2010. Bilakah Indonesia bebas kantong plastik. [terhubung berskala] http://nasional.kompas.com/read/2010/04 /26/0322029/ [13 Apr 2012]
Firdaus F, Sri M, Hady A. 2008. Sintesis film kemasan ramah lingkungan dari komposit pati, khitosan dan asam polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi morfologi dan karakteristik mekanik. Logika 5:13-18
Jeffery GH, J Bassett, J Mendham, RC Denney. 1989. Vogel’s Textbook of Quantitative Chemical Analysis. London: Longman Group UK Limited.
Kemala T, Fahmi MS, Suminar SA. 2010. Pembuatan dan pencirian polipaduan polistiren-pati. J Sains Mat Indones. 12:30-35.
Larotonda FDS, Katia NM, Valdir S, Joao BL. 2004. Biodegradable films made form raw and acetylated cassava starch. Brazilian Arch Biol Technol Int J. 47:477-484.
Mali S, Maria VEG, Maria AG, Miriam NM, Noemi EZ. 2008. Antiplasticizing effect of glyserol and sorbitol on the properties of cassava starch films. Brazilian J Food Technol. 11:194-200.
Ma*li S, Maria VEG, Maria AG, Miriam NM, Noemi EZ. 2006. Effects of controlled storage on thermal, mechanical and barrier of plasticized films from different starch sources. J Food Eng. 75:453-460.
Mali S, Maria VEG, Maria AG, Miriam NM, Noemi EZ. 2002. Microstructural characterization of yam starch films. Carbohydr Polym 50:379-386.
Mark JE. 1999. Polymer Data Hanbook. New York: Oxford University.
Muscat D, B Adhikari, R Adhikari, DS Chaudhary. 2012. Comparative study of film forming behaviour of low and high amylose starches using glyserol and xylitol as plasticizers. J Food Eng. 109:189-201.
Myllarrinen P, Riitta P, Jukka S, Pirkko F. 2002. Effect of glyserol on behaviour of amylose and amylopectin films. Carbohydr Polym. 50:355-361.
Oakley P. 2010. Reducing the water absorption of thermoplastic starch processed by extrusion [tesis]. Toronto: Graduate Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto.
Peng SW, Wang XY, Dong LS. 2005. Special interaction between poly(propylene carbonate) and corn starch. Polym Comp. 26:37-41.
Rahman WAWA, Lee TS, AR Rahmat, AA Samad. 2010. Thermal behaviour and interactions of cassava starch filled with glyserol plasticized polyvinyl alcohol blends. Carbohydr Polym. 81:805-810. Rienoviar. 2003. Tapioka terasetilasi
sebagai bahan baku polimer biodegradabel [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Robert ADG, Andre PK, Leon PBMJ.
2003. Material properties and glass transition temperature of diffent thermoplastic starches after extrusion processing. Starch/Starke 55:80-86. Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan
I, penenerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari Polymer chemistry: An Introduction.
St-Pierre N et al. 1997. Processing and chacterization of thermoplastic starch/polyethylene blends. Polym 38:647-655.
Tarazaga ML, Sothornvit R, Gago MB. 2008. Effect of plasticizer type and
amount on hydroxypropyl
methylcellulose-beeswax edible film properties and postharvest qualiy of coated plums. J Agri Food Chem 56:9502-9509.
[TAPPI] Technical Association of the Pulp and Paper Industry. 1992. Tensile breaking strength and elongation of paper and paperboard (using pendulum-type tester). Geogia: TAPPI Standard: T404-CM-9.
Wade LG. 1991. Organic Chemistry Ed ke-2. New Jersey: Prentice Hall.
Yu L, Katherine D, Lin L. 2006. Polymer Blends and composites from renewable resources. Prog Polym Sci. 31:476-602. Yunos MZB, WAWA Rahman. 2011. Effect
of glyserol on performance rice straw/starch based polymer. J App Sci. 11:2456-2459.
Yusmarlela. 2009. Studi pemanfaatan plastisiser gliserol dalam film pati ubi dengan pengisi serbuk batang ubi kayu [tesis]. Medan: Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatra Utara.
